一種基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法，具體為：將RGB彩色攝像機(jī)安裝在本車前擋風(fēng)玻璃后，用以拍攝前車尾燈的圖像；將采集得到的彩色圖像分解，選擇R分量圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像；對(duì)二值圖像采用形態(tài)學(xué)去噪處理，處理后的圖像記為；對(duì)圖像進(jìn)行尾燈檢測(cè)與標(biāo)記，獲得尾燈的中心坐標(biāo)；求取圖像中尾燈中點(diǎn)坐標(biāo)、圖像底邊中點(diǎn)坐標(biāo)并計(jì)算其對(duì)應(yīng)的道路平面坐標(biāo)；最后計(jì)算攝像機(jī)最近視野到本車前端的距離和前車與攝像機(jī)最近視野的距離，最終獲得本車與前車的距離。
【專利說(shuō)明】一種基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域，具體涉及一種基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法。【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著汽車數(shù)量的急劇增加，汽車安全駕駛也成為了世界性的社會(huì)問(wèn)題。為保障汽車行駛安全，發(fā)展汽車的主動(dòng)安全技術(shù)十分必要，其中通過(guò)測(cè)距技術(shù)獲得前車或障礙物的距離是其中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可廣泛用于主動(dòng)避撞，自動(dòng)巡航，智能大燈等應(yīng)用中。
[0003]目前，運(yùn)用于汽車測(cè)距的方法多種多樣，主要有以下幾種方式:超聲波測(cè)距、毫米波雷達(dá)測(cè)距、激光測(cè)距以及視覺(jué)測(cè)距等方法。超聲波測(cè)距儀雖然原理簡(jiǎn)單，制作方便，成本較低。但其作為高速行駛車輛上的測(cè)距傳感器則不可取，主要是因?yàn)槌暡ǖ乃俣仁芡饨鐪囟鹊纫蛩赜绊戄^大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確測(cè)距，另外由于超聲波能量是與距離的平方成正比而衰減的，只適用于較短距離。雷達(dá)測(cè)距儀作為長(zhǎng)距離傳感器，雖然測(cè)量精度高，并且可探測(cè)多目標(biāo)，且分辨力好，受天氣影響小，但是它受電磁波干擾，雷達(dá)裝置相互間以及其它通信設(shè)施的電磁波被會(huì)干擾雷達(dá)的正常工作。目前的激光測(cè)距儀主要有兩種:一種是利用計(jì)數(shù)原理測(cè)量距離，它的缺點(diǎn)很明顯:光波的速度很快，對(duì)計(jì)數(shù)器的要求很高，并且距離越短，誤差也就越大；另一種是利用相位原理測(cè)距，但相位式激光測(cè)距存在著后續(xù)信號(hào)處理復(fù)雜，器件性能要求高的缺點(diǎn)。
[0004]采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的視覺(jué)測(cè)距系統(tǒng)是近年來(lái)測(cè)距領(lǐng)域中發(fā)展起來(lái)的新型技術(shù)，它是一種“基于圖像的距離測(cè)量方法”，即把圖像當(dāng)作檢測(cè)和傳遞信息的手段或載體而加以利用的測(cè)量方法，最終目的是提取圖像的特征信號(hào)，從圖像中獲取被測(cè)對(duì)象的實(shí)際距離信息。視覺(jué)測(cè)量技術(shù)在精度、速度、智能化等方面具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，并具有高精度、穩(wěn)定性好、非接觸性測(cè)量等特點(diǎn)，因此它在智能車輛輔助駕駛導(dǎo)航的安全距離測(cè)量中應(yīng)用極為廣泛。
[0005]在利用視覺(jué)技術(shù)獲得三維信息方面，通常有單目系統(tǒng)和雙目系統(tǒng)(或多目系統(tǒng))兩種方式。雙目視覺(jué)模仿人類利用雙目視差感知距離的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維信息的感知。但是雙目視覺(jué)算法具有一個(gè)致命弱點(diǎn)，那就是圖像匹配問(wèn)題。在三維場(chǎng)景投影為二維圖像的過(guò)程中存在著畸變和噪聲，深度和不可見(jiàn)部分的信息被丟失了，因而產(chǎn)生了同一物體在不同視角下的圖像會(huì)有極大的不同，以及后面的物體被前面的物體遮擋而丟失特征信息等問(wèn)題，這些都將增大圖像匹配的難度。單目視覺(jué)方法采用單幅圖像根據(jù)攝像機(jī)的焦距和事先確定的參數(shù)來(lái)估算深度信息，單目視覺(jué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)需圖像匹配，計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間內(nèi)只需要處理單幅圖像，大大節(jié)約了計(jì)算機(jī)處理時(shí)間?；趩文恳曈X(jué)的車輛測(cè)距方法有很多，但本質(zhì)都是利用車輛本身特征把車輛從背景區(qū)域中分割開(kāi)來(lái)，然后利用一些幾何約束條件得到深度信息。常用車輛檢測(cè)方法利用顏色、紋理、陰影、邊緣、對(duì)稱性等特征來(lái)檢測(cè)車輛，但在夜間環(huán)境下道路較為黑暗，以上方法不再適用，需要尋找另一種穩(wěn)定的車輛目標(biāo)特征來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)和距離測(cè)量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法，其解決了上述存在的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下方案:
一種基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法，其特征在于:包括以下步驟:
步驟1:將RGB彩色攝像機(jī)安裝在本車前擋風(fēng)玻璃后，并設(shè)置攝像機(jī)為自動(dòng)曝光模式，用以拍攝前車尾燈的圖像，攝像機(jī)到路面的高度為k，攝像機(jī)的俯仰角為Q，垂直方向的視角為2α水平方向的視角為W ；
步驟2:將步驟I采集得到的彩色圖像分解，分成R、G、B三個(gè)彩色分量圖像；
步驟3:選擇步驟2中某一分量圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像J ，
步驟4:對(duì)二值圖像J千用形態(tài)學(xué)去噪處理，處理后的圖像記為/ ；
步驟5:對(duì)圖像J_進(jìn)行尾燈檢測(cè)與標(biāo)記:對(duì)圖像/，按行從下到上掃描，確定尾燈疑似區(qū)域；對(duì)尾燈疑似區(qū)域做橫向滑窗相關(guān)運(yùn)算，當(dāng)相關(guān)值大于門(mén)限值T = 20時(shí)，即為檢測(cè)到的尾燈,記錄尾燈的中心坐標(biāo)；
步驟6:求取圖像J中兩尾燈之間的中點(diǎn)坐標(biāo)、圖像J_底邊中點(diǎn)坐標(biāo)并計(jì)算對(duì)應(yīng)的道路平面坐標(biāo):
設(shè)檢測(cè)到的尾燈中心坐標(biāo)為和,尾燈之間連線近似前車輛的下邊緣,取連線的中點(diǎn)坐標(biāo)為OpV1) , Ul^ixt +X7)/!, V1=JF1 ^y2 ;圖像平面底邊中點(diǎn)的坐標(biāo)為
(U3，V2)；
根據(jù)圖像坐標(biāo)與道路平面坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算(?) (U2，v3)對(duì)應(yīng)的道路平面坐標(biāo)(H)，公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:將RGB彩色攝像機(jī)安裝在本車前擋風(fēng)玻璃后，并設(shè)置攝像機(jī)為自動(dòng)曝光模式，用以拍攝前車尾燈的圖像，攝像機(jī)到路面的高度為Λ，攝像機(jī)的俯仰角力垂直方向的視角為2?水平方向的視角為2及； 步驟2:將步驟I采集得到的彩色圖像分解，分解成R、G、B三個(gè)彩色分量圖像； 步驟3:選擇步驟2中某一分量圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像J ； 步驟4:對(duì)二值圖像J采用形態(tài)學(xué)去噪處理，處理后的圖像記為/ ； 步驟5:對(duì)圖像/_進(jìn)行尾燈檢測(cè)與標(biāo)記:對(duì)圖像/，按行從下到上掃描，確定尾燈疑似區(qū)域；對(duì)尾燈疑似區(qū)域做橫向滑窗相關(guān)運(yùn)算，當(dāng)相關(guān)值大于門(mén)限值T = 20時(shí)，即為檢測(cè)到的尾燈,記錄尾燈的中心坐標(biāo)； 步驟6:求取圖像J_中兩尾燈之間的中點(diǎn)坐標(biāo)、圖像J'底邊中點(diǎn)坐標(biāo)并計(jì)算對(duì)應(yīng)的道路平面坐標(biāo): 設(shè)檢測(cè)到的兩尾燈中心坐標(biāo)為和,尾燈之間連線近似前車輛的下邊緣，取連線的中點(diǎn)坐標(biāo)為Ovvl) , --=(Χ|+χ7)/2, V1 =yr =y7 ;圖像平面底邊中點(diǎn)的坐標(biāo)為(U2，V2)； 根據(jù)圖像坐標(biāo)與道路平面坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算V1) (?P')對(duì)應(yīng)的道路平面坐標(biāo)(I1JV) (ι2=Λ)，公式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法，其特征在于:步驟3中選擇R分量圖像進(jìn)行二值化處理，二值圖像J為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法，其特征在于:步驟4中形態(tài)學(xué)去噪處理包括:設(shè)馬為3x3的結(jié)構(gòu)元，鳥(niǎo)為5x3的結(jié)構(gòu)元，先用馬對(duì)J進(jìn)行開(kāi)運(yùn)算，去除部分小的噪點(diǎn)，再用鳥(niǎo)對(duì)J進(jìn)行閉運(yùn)算，平滑車燈的輪廓，處理后的圖像記為/:
I fJ0 BlJmB2 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法，其特征在于:步驟5中，選取以圖像J中心點(diǎn)為原點(diǎn)的長(zhǎng)X寬為,/2x 2的區(qū)域作為尾燈檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行尾燈檢測(cè)與標(biāo)記，對(duì)尾燈檢測(cè)區(qū)域按行從下到上掃描，當(dāng)值發(fā)生雙向躍變時(shí)，即從O到I再?gòu)腎到O，標(biāo)志位Flag加I，當(dāng)標(biāo)志位在一行掃描后大于2，連同當(dāng)前行在內(nèi)將連續(xù)5行作為尾燈疑似區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的基于尾燈檢測(cè)的夜間車距測(cè)量方法，其特征在于:步驟5中，用5x5的窗口對(duì)尾燈疑似區(qū)域做橫向滑窗相關(guān)運(yùn)算。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK103453890SQ201310344548
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】孫銳, 王繼貞, 陳軍 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司